“察布查爾”原為清嘉慶年間錫伯人鑿修之渠名，系錫伯語(yǔ)，意為“糧倉(cāng)”。本系蒙古語(yǔ)“凹陷的隘口”之意。
兩漢時(shí)，察布查爾僻處要荒，先后為塞種、月氏居牧。西漢宣帝神爵二年（公元前60年），列入漢朝版圖。西漢迄晉為烏孫國(guó)，南北朝時(shí)期為悅般國(guó)，隋唐為西突厥屬地。唐為昆陵都護(hù)府下溫鹿洲都督府轄地，公元720年歸北庭都護(hù)府統(tǒng)轄。南宋時(shí)屬西遼轄，元初為察合臺(tái)封地，至1274年屬阿里麻里行中書省轄。元末為翰亦刺地，明屬也先瓦刺之后，分四衛(wèi)拉特，準(zhǔn)噶爾部崛起居之。至清興，準(zhǔn)噶爾建庭于此，成為準(zhǔn)噶爾政治、宗教之中心和渾臺(tái)吉噶爾丹策凌兀魯思（即蒙語(yǔ)領(lǐng)地之意）。
清乾隆二十二年（1757年），清朝平定準(zhǔn)噶爾后，察布查爾變?yōu)榛臒o(wú)人煙的原野。乾隆二十九年（1764年），清朝政府自東北調(diào)遣錫伯軍民共3275人西遷伊犁，進(jìn)駐察布查爾屯墾戍邊。乾隆三十年（1767年），按新額魯特例，不論旗分，以近200戶為一牛錄，錫伯昂吉共編為八旗八牛錄：鑲黃旗（烏珠牛錄）、正黃旗（寨牛錄）、正白旗（依拉齊牛錄）、正紅旗（堆齊牛錄）、鑲白旗（孫扎齊牛錄）、鑲紅旗（寧古齊牛錄）、正藍(lán)旗（納達(dá)齊牛錄）、鑲藍(lán)旗（扎庫(kù)齊牛錄）。錫伯八旗，后稱錫伯營(yíng)，隸屬于伊犁將軍府錫伯營(yíng)領(lǐng)隊(duì)大臣直轄。錫伯營(yíng)駐守疆域范圍西至今哈薩克斯坦國(guó)境內(nèi)察林河，東至今縣境加尕斯臺(tái)鄉(xiāng)，東西長(zhǎng)約120千米；南自厄魯特牧地（即今烏孫山北麓）起，北至伊犁河，南北寬約40千米，總面積約4800平方千米。錫伯營(yíng)實(shí)際巡查境域范圍西至巴爾喀什湖以東以南地區(qū)。
嘉慶十三年（1808年），錫伯營(yíng)察布查爾大渠挖成后，經(jīng)伊犁將軍批準(zhǔn)，將錫伯營(yíng)界東移至積水潭（今闊洪奇），其疆域東西延長(zhǎng)為約130千米，總面積約5200平方千米。同治五年（1866年），為“伊犁塔蘭奇蘇丹汗國(guó)”地方割劇政權(quán)所轄。同治十年（1871年）淪為沙俄殖民地，劃歸俄七河省管轄。光緒八年（1882年），清政府收回伊犁，與霍爾果斯河口對(duì)直頭胡、特奇勒干山以西大片土地皆被劃入俄境；錫伯營(yíng)界疆域東西長(zhǎng)縮短為約75千米，總面積約3400平方千米。光緒十年（1884年）新疆建省，錫伯營(yíng)仍屬伊犁將軍統(tǒng)轄。
民國(guó)元年（1912年），錫伯營(yíng)屬伊犁鎮(zhèn)邊使署轄。1915年，錫伯營(yíng)屬伊犁鎮(zhèn)守使署轄，受新疆都督節(jié)制。今縣境內(nèi)坎鄉(xiāng)、海努克、加尕斯臺(tái)，自乾隆二十七年（1762年）起皆屬寧遠(yuǎn)城阿奇木伯克轄，至光緒十四年（1888年）隸屬寧遠(yuǎn)縣（今伊寧縣）轄；民國(guó)二十一年（1932年），劃歸鞏留縣轄。民國(guó)二十七年（1938年）1月14日，撤銷伊犁錫伯營(yíng)（包括四營(yíng)），同時(shí)成立河南設(shè)治局（因處伊犁河南岸而命名）。民國(guó)二十九年（1940年）1月1日，升格為縣，正式成立河南縣，海努克、加尕斯臺(tái)同時(shí)劃歸河南縣轄，隸屬于伊犁行政督察專員公署。河南縣轄境：北自伊犁河，南至烏孫山分水嶺，西自中俄《伊犁界約》國(guó)界線，東至闊洪齊，總面積約為3638平方千米。民國(guó)三十二年（1943年），河南縣被鑒定為三等縣。民國(guó)三十三年（1944年）5月4日，河南縣因與河南省重名，改名寧西縣。
1944年成立伊犁、塔城、阿勒泰三區(qū)革命政府，寧西縣改稱蘇木爾縣。1950年6月11日蘇木爾縣復(fù)稱寧西縣，并成立寧西縣人民政府，隸屬伊犁專員公署。1951年坎鄉(xiāng)由伊寧縣劃歸寧西縣（今察布查爾錫伯自治縣）轄后，始成現(xiàn)在的疆域面積4430.24平方千米。1954年3月17日經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，將寧西縣更名為察布查爾錫伯自治縣。現(xiàn)屬伊犁哈薩克自治州。
1996年，察布查爾錫伯自治縣面積4430平方千米，人口約15.6萬(wàn)人，其中錫伯族占13.1％，漢族占35.9％，轄2個(gè)鎮(zhèn)、11個(gè)鄉(xiāng)：察布查爾鎮(zhèn)、愛新色里鎮(zhèn)、孫扎齊牛錄鄉(xiāng)、納達(dá)齊牛錄鄉(xiāng)、扎庫(kù)齊牛錄鄉(xiāng)、坎鄉(xiāng)、闊洪奇鄉(xiāng)、海努克鄉(xiāng)、加尕斯臺(tái)鄉(xiāng)、瓊博拉鄉(xiāng)、米糧泉回族鄉(xiāng)、堆齊牛錄鄉(xiāng)、綽霍爾鄉(xiāng)。駐有中央直屬?gòu)S礦、自治區(qū)天山西部林業(yè)局所屬林場(chǎng)、伊犁地區(qū)奶牛場(chǎng)、平原林場(chǎng)和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)四師3個(gè)團(tuán)場(chǎng)。縣政府駐察布查爾鎮(zhèn)。
2000年第五次人口普查，察布查爾錫伯自治縣常住總?cè)丝?61834人，其中：察布查爾鎮(zhèn)20990人、愛新舍里鎮(zhèn)8000人、堆齊牛錄鄉(xiāng)6415人、孫扎齊牛錄鄉(xiāng)8666人、綽霍爾鄉(xiāng)7170人、納達(dá)齊牛錄鄉(xiāng)5387人、扎庫(kù)齊牛錄鄉(xiāng)11987人、米糧泉回族民族鄉(xiāng)4218人、坎鄉(xiāng)10672人、闊洪齊鄉(xiāng)7107人、海努克鄉(xiāng)10953人、扎格斯臺(tái)鄉(xiāng)11873人、瓊博拉鄉(xiāng)8055人、種羊場(chǎng)5124人、良種繁育場(chǎng)1897人、察布查爾奶牛場(chǎng)虛擬鄉(xiāng) 9831人、 兵團(tuán)六十七團(tuán)場(chǎng)7304人、兵團(tuán)六十八團(tuán)場(chǎng)8967人、兵團(tuán)六十九圓場(chǎng)7218人。
2003年，察布查爾錫伯自治縣總面積4488.92平方千米，總?cè)丝?64832人。轄2鎮(zhèn)11鄉(xiāng)：察布查爾鎮(zhèn)、愛新色里鎮(zhèn)、孫扎齊牛錄鄉(xiāng)、納達(dá)齊牛錄鄉(xiāng)、扎庫(kù)齊牛錄鄉(xiāng)、坎鄉(xiāng)、闊洪奇鄉(xiāng)、海努克鄉(xiāng)、加尕斯臺(tái)鄉(xiāng)、瓊博拉鄉(xiāng)、堆齊牛錄鄉(xiāng)、綽霍爾鄉(xiāng)、米糧泉回族鄉(xiāng)。縣政府駐察布查爾鎮(zhèn)。
2010年第六次人口普查，察布查爾錫伯自治縣常住總?cè)丝?79744人，其中：察布查爾鎮(zhèn)22111人，愛新舍里鎮(zhèn)8132人，堆依齊牛錄鄉(xiāng)8229人，孫扎齊牛錄鄉(xiāng)9427人，綽霍爾鄉(xiāng)6984人，納達(dá)齊牛錄鄉(xiāng)5188人，扎庫(kù)齊牛錄鄉(xiāng)13841人，米糧泉回族民族鄉(xiāng)4796人，坎鄉(xiāng)11950人，闊洪奇鄉(xiāng)7796人，海努克鄉(xiāng)14140人，加尕斯臺(tái)鄉(xiāng)13561人，瓊博拉鄉(xiāng)8598人，托布中心6558人，良繁場(chǎng)2208人，伊犁州奶牛場(chǎng)11663人，伊犁州平原林場(chǎng)209人，山區(qū)林場(chǎng)702人，都拉塔口岸306人，兵團(tuán)六十七團(tuán)8361人，兵團(tuán)六十八團(tuán)9088人，兵團(tuán)六十九團(tuán)5896人。
2014年10月21日，自治區(qū)政府（新政函[2014]186號(hào)）同意撤銷孫扎齊牛錄鄉(xiāng)，設(shè)立孫扎齊牛錄鎮(zhèn)。調(diào)整后，全縣轄3個(gè)鎮(zhèn)、10個(gè)鄉(xiāng)（其中1個(gè)民族鄉(xiāng)）。